RU2011264C1 - Method of automatic control of excitation of synchronous generator - Google Patents

Method of automatic control of excitation of synchronous generator Download PDF

Info

Publication number
RU2011264C1
RU2011264C1 SU4950476A RU2011264C1 RU 2011264 C1 RU2011264 C1 RU 2011264C1 SU 4950476 A SU4950476 A SU 4950476A RU 2011264 C1 RU2011264 C1 RU 2011264C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
rotor
voltage
generator
excitation
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.В. Романов
Original Assignee
Всероссийский научно-исследовательский институт электромашиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всероссийский научно-исследовательский институт электромашиностроения filed Critical Всероссийский научно-исследовательский институт электромашиностроения
Priority to SU4950476 priority Critical patent/RU2011264C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2011264C1 publication Critical patent/RU2011264C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: the method is based on determination of the voltage and frequency deviation and derivatives gains at low wobblings of the generator, increase of the first frequency derivative gain at high wobblings, measurement of the value of rotor, voltage and current fluctuations and at determination of the rotor winding sluggishness according to their relationship and variation of the first frequency derivative in direct proportion to variation of the rotor winding sluggishness. EFFECT: facilitated procedure. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматизации настроек регуляторов возбуждения мощных синхронных генераторов. The invention relates to electrical engineering and can be used to automate the settings of the excitation regulators of powerful synchronous generators.

Известен способ (1), основанный на измерении средних квадратов амплитуды колебаний параметра стабилизации в области низких и высоких частот электромеханической природы и формировании коэффициентов усиления по отклонению и производной частоты напряжения генератора, как интегралов от разности средних квадратов в области низких и высоких частот. The known method (1), based on measuring the average squares of the amplitude of the oscillations of the stabilization parameter in the region of low and high frequencies of an electromechanical nature and generating amplification coefficients for the deviation and derivative of the generator voltage frequency, as integrals of the difference of the average squares in the region of low and high frequencies.

Известный способ позволяет достаточно быстро настраивать коэффициенты регулятора в установившемся режиме, однако не позволяет обеспечить изменение соотношения коэффициентов при изменении режимов генератора и оптимальное демпфирование больших качаний. The known method allows you to quickly adjust the coefficients of the controller in the steady state, however, it does not allow for changing the ratio of the coefficients when changing the modes of the generator and optimal damping of large swings.

Наиболее близким к сущности предлагаемого изобретения является способ (2), основанный на измерении величины первой производной частоты напряжения генератора, установлении коэффициентов усиления по отклонению и первой производной напряжения и частоты при малых качаниях, ограничения величины первой производной напряжения и увеличения до предельно-реализуемого коэффициента регулирования по первой производной частоты при достижении первой производной частоты заданной величины. Недостаток этого способа в неоптимальности выбора величины коэффициента регулирования по первой производной частоты как при больших, так и при малых качаниях, обусловленной отсутствием критерия оптимальности соотношения коэффициентов регулирования по отклонению и первой производной частоты. Closest to the essence of the present invention is the method (2), based on measuring the value of the first derivative of the frequency of the voltage of the generator, setting the gain for the deviation and the first derivative of the voltage and frequency for small swings, limiting the value of the first derivative of the voltage and increasing to the maximum realized regulation coefficient according to the first derivative of the frequency upon reaching the first derivative of the frequency of a given value. The disadvantage of this method is the non-optimal choice of the magnitude of the control coefficient for the first derivative of the frequency for both large and small swings, due to the lack of an optimality criterion for the ratio of the control coefficients in deviation and the first derivative of the frequency.

Целью изобретения является повышение качества регулирования путем обеспечения оптимального демпфирования как малых, так и больших качаний генератора. Цель изобретения достигается измерением величины пульсаций напряжения и тока ротора генератора на частоте коммутационных циклов вентильного преобразователя, питающего ротор, определения их соотношения, пропорционального инерционности обмотки ротора, и изменения коэффициента усиления по первой производной частоты напряжения генератора прямо пропорционально изменению инерционности обмотки ротора. The aim of the invention is to improve the quality of regulation by ensuring optimal damping of both small and large oscillations of the generator. The purpose of the invention is achieved by measuring the ripple voltage and current of the generator rotor at the frequency of the switching cycles of the valve converter supplying the rotor, determining their ratio proportional to the inertia of the rotor winding, and changing the gain with respect to the first derivative of the generator voltage frequency, is directly proportional to the change in inertia of the rotor winding.

Математически способ может быть описан следующим образом:
ΔUf= -K0uΔUг-K1uU 1 г +K0fΔf+σf1 , (1) где Δ Uf - изменение напряжения возбуждения
ΔUг, Uг 1 - отклонение и первая производная частота напряжения генератора.
Mathematically, the method can be described as follows:
ΔU f = -K 0u ΔU g -K 1u U 1 g + K 0f Δf + σf 1 , (1) where Δ U f is the change in the excitation voltage
ΔU g , U g 1 - the deviation and the first derivative of the generator voltage frequency.

Δf, f1 - отклонение и первая производная напряжения генератора.Δf, f 1 - the deviation and the first derivative of the generator voltage.

Кou, К1u - коэффициенты усиления по соответствующим каналам Кof, σ
σ =

Figure 00000001
, (2)
ΔUf, Δ If - переменные составляющие напряжения и тока возбуждения на частоте ωk<218>ω12
ωk(fk) - полоса пропускания частот, близких к частоте коммутационных циклов (в трехфазном мостовом преобразователе частоты fk = 300 Гц).To ou , To 1u - gain on the corresponding channels To o f, σ
σ =
Figure 00000001
, (2)
ΔU f , Δ I f - alternating components of voltage and excitation current at a frequency ω k <218> ω 12
ω k (f k ) is the bandwidth of frequencies close to the frequency of switching cycles (in a three-phase bridge frequency converter f k = 300 Hz).

Величина σ определяет инерционность обмотки возбуждения, постоянная времени которой определяется из следующего соотношения:
T

Figure 00000002
=
Figure 00000003
, (3) где Ido - постоянная времени в режиме холостого хода генератора (Хс = ∞ ),
Хс, Хd 1, Xd - индуктивные сопротивления сети переходное и синхронное генератора соответственно.The value of σ determines the inertia of the field winding, the time constant of which is determined from the following relation:
T
Figure 00000002
=
Figure 00000003
, (3) where I do is the time constant in the idle mode of the generator (X c = ∞),
X s , X d 1 , X d - inductive resistances of the transient and synchronous generator networks, respectively.

Из формулы (3) видим, что на постоянную времени инерции обмотки возбуждения влияет величина индуктивного сопротивления сети, т. е. внешние схемные условия работы генератора. From formula (3) we see that the inertia time constant of the field winding is affected by the magnitude of the inductive resistance of the network, i.e., the external circuit conditions of the generator.

Использование критерия настройки (2) позволяет осуществлять адаптацию к внешним условиям коэффициента регулирования по производной частоты. Using the tuning criterion (2) allows adaptation to the external conditions of the regulation coefficient with respect to the derivative frequency.

Операции измерения и определения соотношения пульсаций напряжения и тока ротора генератора в предлагаемом способе отвечают критерию "существенные отличия". The measurement and determination of the ratio of the ripple voltage and current of the rotor of the generator in the proposed method meet the criterion of "significant differences".

Последовательность проводимых операций раскрывает функциональная структурная схема, приведенная на фиг. 1, где приняты следующие обозначения: 1 - измерение напряжения возбуждения, 2 - измерение тока возбуждения; 3-4 - измерение переменной составляющей; 5 - операция деления, 6 - операция умножения. The sequence of operations is disclosed by the functional block diagram shown in FIG. 1, where the following notation is adopted: 1 - measurement of the excitation voltage, 2 - measurement of the excitation current; 3-4 - measurement of a variable component; 5 - division operation, 6 - multiplication operation.

Операции осуществляют следующим образом. Измеряют напряжение (1) и ток (2) возбуждения, определяют их переменные составляющие (3) и (4), делят переменные составляющие друг на друга (5), умножают результат операции деления σ на производную частоты f1 (6).The operations are as follows. The voltage (1) and the excitation current (2) are measured, their variable components (3) and (4) are determined, the variable components are divided into each other (5), the result of the operation of dividing σ by the derivative of the frequency f 1 is multiplied (6).

Способ может быть реализован с помощью устройства, принципиальная схема которого приведена на фиг. 2, где 7, 8 - модуляторы, 9, 10 - демодуляторы, 11 - генератор несущей частоты (ωгг≈ 10 ωk, 12, 13 - фильтры низкой частоты (ωфнчг), 14, 15 - полосовые фильтры(ωпф= ωk), 16, 17 - выпрямители, 18, 19 - сглаживающие фильтры, 20 - делитель, 21 - умножитель.The method can be implemented using a device, the circuit diagram of which is shown in FIG. 2, where 7, 8 are modulators, 9, 10 are demodulators, 11 is a carrier frequency generator (ω g ) ω g ≈ 10 ω k , 12, 13 are low- pass filters (ω low- pass filterg ), 14, 15 are band-pass filters (ω pf = ω k ), 16, 17 - rectifiers, 18, 19 - smoothing filters, 20 - divider, 21 - multiplier.

Сигнал Uf поступает на модулятор 7, а сигнал If на модулятор 8, на вторые входы модуляторов 7, 8 приходит сигнал с генератора несущей частоты 11, с выхода модуляторов сигналы приходят на демодуляторы 9, 10, а затем через фильтры низкой частоты 12, 13 и полосовые фильтры 14, 15 - на выпрямители 16, 17, а затем через сглаживающие фильтры 18, 19 - на входы делителя 20, выход делителя соединен с одним из двух входов умножителя 21, на второй вход которого приходит сигнал 8. (56) "Проектирование и исследование систем возбуждения мощных синхронных машин", Л. , ВНИИэлектромаш, 1989, с. 74-83.The signal U f is supplied to modulator 7, and the signal I f to modulator 8, the signal from the carrier frequency generator 11 comes to the second inputs of the modulators 7, 8, the signals from the output of the modulators come to demodulators 9, 10, and then through the low-pass filters 12, 13 and bandpass filters 14, 15 to the rectifiers 16, 17, and then through the smoothing filters 18, 19 to the inputs of the divider 20, the output of the divider is connected to one of the two inputs of the multiplier 21, the second input of which receives the signal 8. (56) "Design and study of excitation systems of powerful synchronous machines", L., VNIIelektromash, 1989, p. 74-83.

Авторское свидетельство СССР N 433614, кл. Н 02 Р 9/14, 1973. USSR author's certificate N 433614, cl. H 02 P 9/14, 1973.

Claims (4)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА путем установления коэффициентов усиления по отклонениям и производным напряжения и частоты при малых качаниях генератора, увеличения коэффициента усиления по первой производной частоты при больших качаниях, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования возбуждения синхронного генератора, ротор которого питается от вентильного преобразователя, измеряют величины пульсаций напряжения и тока ротора, определяют по их соотношению инерционность обмотки ротора и изменяют коэффициент усиления по первой производной частоты прямо пропорционально изменению инерционности обмотки ротора. 1. METHOD FOR AUTOMATIC REGULATION OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS GENERATOR by setting gain factors for deviations and derivatives of voltage and frequency for small oscillations of the generator, increasing gain for the first derivative of the frequency for large oscillations, characterized in that, in order to improve the quality of regulation of excitation of a synchronous generator, the rotor which is powered by a valve converter, measure the ripple voltage and current of the rotor, determine by their ratio of inertia rotor windings and change the gain of the first derivative of the frequency change is directly proportional to the inertia of the rotor winding. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пульсации напряжения и тока ротора измеряют на частоте коммутационных циклов вентильного преобразователя. 2. The method according to p. 1, characterized in that, in order to improve accuracy, voltage ripple and rotor current are measured at the frequency of the switching cycles of the valve Converter. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, пульсации напряжения и тока ротора измеряют с помощью операции модуляции-демодуляции. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that, in order to increase reliability, ripple voltage and current of the rotor is measured using the modulation-demodulation operation. 4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, модулирование сигналов осуществляют на несущей частоте, не менее чем в десять раз превышающей частоту коммутационных циклов вентильного преобразователя. 4. The method according to PP. 1 and 3, characterized in that, in order to improve accuracy, the modulation of the signals is carried out at a carrier frequency not less than ten times the frequency of the switching cycles of the valve Converter.
SU4950476 1991-06-26 1991-06-26 Method of automatic control of excitation of synchronous generator RU2011264C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950476 RU2011264C1 (en) 1991-06-26 1991-06-26 Method of automatic control of excitation of synchronous generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950476 RU2011264C1 (en) 1991-06-26 1991-06-26 Method of automatic control of excitation of synchronous generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2011264C1 true RU2011264C1 (en) 1994-04-15

Family

ID=21581908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4950476 RU2011264C1 (en) 1991-06-26 1991-06-26 Method of automatic control of excitation of synchronous generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2011264C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465717C1 (en) * 2011-07-29 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "СТТНПРОМ" Automatic voltage controller of synchronous generator
RU2498494C1 (en) * 2012-07-20 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method for control of synchronous generator excitation
RU2663826C1 (en) * 2017-08-11 2018-08-10 Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС") System of determination of inertial constant synchronous machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465717C1 (en) * 2011-07-29 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "СТТНПРОМ" Automatic voltage controller of synchronous generator
RU2498494C1 (en) * 2012-07-20 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method for control of synchronous generator excitation
RU2663826C1 (en) * 2017-08-11 2018-08-10 Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС") System of determination of inertial constant synchronous machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960005607B1 (en) On-line test and diagnostic system for power system stabilizer
JPS6135800B2 (en)
RU2718758C1 (en) Inductive current sensor
US4987361A (en) Switching regulator having a constant current through its inductance
RU2011264C1 (en) Method of automatic control of excitation of synchronous generator
US4999564A (en) Power system stabilizer system having improved integrity checking scheme
US5959505A (en) Crystal oscillator for measuring crystal impedance of a crystal unit
DE2530723A1 (en) MEASURING DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFTS ON ELECTRIC FOUR-POLES
JP2001527217A (en) A method for determining the instantaneous value of the current of a pulse-controlled inductive load.
DE3410798C2 (en) Electromagnetic flow meter
US6208153B1 (en) System for fast piezoelectric-resonator parameter measurements
RU2014724C1 (en) Process of adaptive control over excitation of synchronous generator
SU473129A1 (en) Device for measuring the asymmetry coefficient of a multiphase voltage system
SU995250A2 (en) Method of automatic regulating of synchronous generator excitation
JPH0640113B2 (en) Simple insulation resistance measuring method
US4389607A (en) Synchronous motor control device
SU1030913A1 (en) Method and device for adjusting compensation current in power network
SU754605A1 (en) Electric circuit unit voltage regulator
SU788329A2 (en) Device for limiting synchronous generator excitation
RU2027278C1 (en) Reactive power three-phase compensator
SU613473A1 (en) Synchronous generator excitation limiting device
SU1628179A1 (en) Method for regulating synchronic generator excitation and device thereof
SU815719A1 (en) Calibrator of ac voltages
SU1534743A1 (en) Method of control of synchronous machine excitation current
SU1310974A1 (en) Method of controlling static frequency converters operating on common load in parallel